JP2021184503A - Substrate processing method and substrate processing device - Google Patents
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Abstract
Description
開示の実施形態は、基板処理方法、および基板処理装置に関する。 The disclosed embodiments relate to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.
従来、基板処理装置において、リン酸処理液に基板を浸漬することで、基板上に形成されたシリコン窒化膜(SiN)とシリコン酸化膜(SiO2)のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチングするエッチング処理を行うことが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, in a substrate processing apparatus, by immersing a substrate in a phosphoric acid treatment liquid, a silicon nitride film is selectively etched out of a silicon nitride film (SiN) and a silicon oxide film (SiO2) formed on the substrate. It is known to perform etching treatment (see Patent Document 1).
シリコン窒化膜を選択的にエッチングするためには、エッチング処理の後半において、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチングレートの比である選択比を向上させることが望ましい。 In order to selectively etch the silicon nitride film, it is desirable to improve the selection ratio, which is the ratio of the etching rate of the silicon nitride film to the silicon oxide film, in the latter half of the etching process.
しかしながら、上記基板処理装置では、エッチング処理が進むにつれて、基板からシリコン成分が溶出するため、シリコン酸化膜上にシリコン酸化物(SiO2)が析出するおそれがある。 However, in the substrate processing apparatus, as the etching process progresses, the silicon component elutes from the substrate, so that the silicon oxide (SiO2) may precipitate on the silicon oxide film.
実施形態の一態様は、シリコン酸化物の析出を抑制しつつ、選択比を向上させて精度のよいエッチング処理を行う基板処理装置、基板処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment is to provide a substrate processing apparatus, a substrate processing method, and a program for performing an accurate etching process by improving the selectivity while suppressing the precipitation of silicon oxide.
実施形態の一態様に係る基板処理方法は、リン酸とシリコン含有化合物とを含む処理液に基板を浸漬させてエッチング処理を行う際に、初期リン酸濃度、初期シリコン濃度、および初期処理液温度である処理液でエッチング処理を開始する工程と、エッチング処理を開始してから第1所定時間後にシリコン濃度を初期シリコン濃度よりも低くする工程と、シリコン濃度が初期シリコン濃度よりも低くされた後に、リン酸濃度を初期リン酸濃度よりも低くし、かつ処理液温度を初期処理液温度よりも低くする工程とを含む。 In the substrate treatment method according to one embodiment, when the substrate is immersed in a treatment liquid containing phosphoric acid and a silicon-containing compound to perform an etching treatment, the initial phosphoric acid concentration, the initial silicon concentration, and the initial treatment liquid temperature are performed. A step of starting the etching process with the treatment liquid, a step of lowering the silicon concentration to be lower than the initial silicon concentration after the first predetermined time after starting the etching process, and a step of lowering the silicon concentration to be lower than the initial silicon concentration. , The step of lowering the phosphoric acid concentration to be lower than the initial phosphoric acid concentration and lowering the treatment liquid temperature to be lower than the initial treatment liquid temperature.
実施形態の一態様によれば、シリコン酸化物の析出を抑制しつつ、選択比を向上させて精度のよいエッチング処理を行うことができる。 According to one aspect of the embodiment, it is possible to improve the selectivity and perform an accurate etching process while suppressing the precipitation of silicon oxide.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置、基板処理方法およびプログラムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the substrate processing apparatus, substrate processing method, and program disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments shown below.
図1に示すように、実施形態に係る基板処理装置1は、キャリア搬入出部2と、ロット形成部3と、ロット載置部4と、ロット搬送部5と、ロット処理部6と、制御部100とを有する。図1は、基板処理装置1の概略平面図である。ここでは、水平方向に直交する方向を上下方向として説明する。
As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 according to the embodiment is controlled by a carrier loading / unloading unit 2, a
キャリア搬入出部2は、複数枚(例えば、25枚)の基板(シリコンウエハ)8を水平姿勢で上下に並べて収容したキャリア9の搬入、および搬出を行う。 The carrier loading / unloading section 2 carries in and out the carrier 9 in which a plurality of (for example, 25) substrates (silicon wafers) 8 are vertically arranged and housed in a horizontal posture.
キャリア搬入出部2には、複数個のキャリア9を載置するキャリアステージ10と、キャリア9の搬送を行うキャリア搬送機構11と、キャリア9を一時的に保管するキャリアストック12,13と、キャリア9を載置するキャリア載置台14とが設けられている。
The carrier loading / unloading section 2 includes a
キャリア搬入出部2は、外部からキャリアステージ10に搬入されたキャリア9を、キャリア搬送機構11を用いてキャリアストック12や、キャリア載置台14に搬送する。すなわち、キャリア搬入出部2は、ロット処理部6で処理する前の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、キャリアストック12や、キャリア載置台14に搬送する。
The carrier loading / unloading section 2 transports the carrier 9 carried into the
キャリアストック12は、ロット処理部6で処理する前の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、一時的に保管する。
The
キャリア載置台14に搬送され、ロット処理部6で処理する前の複数枚の基板8を収容するキャリア9からは、後述する基板搬送機構15によって複数枚の基板8が搬出される。
A plurality of
また、キャリア載置台14に載置され、基板8を収容していないキャリア9には、基板搬送機構15から、ロット処理部6で処理した後の複数枚の基板8が搬入される。
Further, a plurality of
キャリア搬入出部2は、キャリア載置台14に載置され、ロット処理部6で処理した後の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、キャリア搬送機構11を用いてキャリアストック13や、キャリアステージ10に搬送する。
The carrier loading / unloading section 2 is mounted on a carrier mounting table 14, and a carrier 9 that accommodates a plurality of
キャリアストック13は、ロット処理部6で処理した後の複数枚の基板8を一時的に保管する。キャリアステージ10に搬送されたキャリア9は、外部へ搬出される。
The
ロット形成部3には、複数枚(例えば、25枚)の基板8を搬送する基板搬送機構15が設けられている。ロット形成部3は、基板搬送機構15による複数枚(例えば、25枚)の基板8の搬送を2回行い、複数枚(例えば、50枚)の基板8からなるロットを形成する。
The
ロット形成部3は、基板搬送機構15を用いて、キャリア載置台14に載置されたキャリア9からロット載置部4へ複数枚の基板8を搬送し、複数枚の基板8をロット載置部4に載置することで、ロットを形成する。
The
ロットを形成する複数枚の基板8は、ロット処理部6によって同時に処理される。ロットを形成するときは、複数枚の基板8の表面にパターンが形成されている面を互いに対向するようにロットを形成してもよく、また、複数枚の基板8の表面にパターンが形成されている面がすべて一方を向くようにロットを形成してもよい。
The plurality of
また、ロット形成部3は、ロット処理部6で処理が行われ、ロット載置部4に載置されたロットから、基板搬送機構15を用いて複数枚の基板8をキャリア9へ搬送する。
Further, the
基板搬送機構15は、複数枚の基板8を支持するための基板支持部として、処理前の複数枚の基板8を支持する処理前基板支持部(不図示)と、処理後の複数枚の基板8を支持する処理後基板支持部(不図示)の2種類を有している。これにより、処理前の複数枚の基板8等に付着したパーティクル等が処理後の複数枚の基板8等に転着することを防止することができる。
The
基板搬送機構15は、複数枚の基板8の搬送途中で、複数枚の基板8の姿勢を水平姿勢から垂直姿勢、および垂直姿勢から水平姿勢に変更する。
The
ロット載置部4は、ロット搬送部5によってロット形成部3とロット処理部6との間で搬送されるロットをロット載置台16で一時的に載置(待機)する。
The
ロット載置部4には、搬入側ロット載置台17と、搬出側ロット載置台18とが設けられている。
The
搬入側ロット載置台17には、処理前のロットが載置される。搬出側ロット載置台18には、処理後のロットが載置される。 The lot before processing is placed on the carry-in side lot loading table 17. The processed lot is placed on the carry-out side lot loading table 18.
搬入側ロット載置台17、および搬出側ロット載置台18には、1ロット分の複数枚の基板8が垂直姿勢で前後に並べて載置される。
A plurality of
ロット搬送部5は、ロット載置部4とロット処理部6との間や、ロット処理部6の内部間でロットの搬送を行う。
The
ロット搬送部5には、ロットの搬送を行うロット搬送機構19が設けられている。ロット搬送機構19は、ロット載置部4とロット処理部6とに沿わせて配置したレール20と、ロットを保持しながらレール20に沿って移動する移動体21とを有する。
The
移動体21には、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板8で形成されるロットを保持する基板保持体22が設けられている。
The moving
ロット搬送部5は、搬入側ロット載置台17に載置されたロットをロット搬送機構19の基板保持体22で受取り、受取ったロットをロット処理部6に受け渡す。
The
また、ロット搬送部5は、ロット処理部6で処理されたロットをロット搬送機構19の基板保持体22で受取り、受取ったロットを搬出側ロット載置台18に受け渡す。
Further, the
さらに、ロット搬送部5は、ロット搬送機構19を用いてロット処理部6の内部においてロットの搬送を行う。
Further, the
ロット処理部6は、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板8で形成されたロットにエッチングや、洗浄や、乾燥などの処理を行う。
The lot processing unit 6 performs processing such as etching, cleaning, and drying on a lot formed of a plurality of
ロット処理部6には、ロットにエッチング処理を行う2台のエッチング処理装置23と、ロットの洗浄処理を行う洗浄処理装置24と、基板保持体22の洗浄処理を行う基板保持体洗浄処理装置25と、ロットの乾燥処理を行う乾燥処理装置26とが並べて設けられている。なお、エッチング処理装置23の台数は、2台に限られることはなく、1台でもよく、3台以上であってもよい。
The lot processing unit 6 includes two
エッチング処理装置23は、エッチング用の処理槽27と、リンス用の処理槽28と、基板昇降機構29,30とを有する。
The
エッチング用の処理槽27には、エッチング用の処理液(以下、「エッチング液」という。)が貯留される。リンス用の処理槽28には、リンス用の処理液(純水等)が貯留される。なお、エッチング用の処理槽27の詳細については後述する。
The
基板昇降機構29,30には、ロットを形成する複数枚の基板8が垂直姿勢で前後に並べて保持される。
A plurality of
エッチング処理装置23は、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板昇降機構29で受取り、受取ったロットを基板昇降機構29で降下させることでロットを処理槽27のエッチング液に浸漬させてエッチング処理を行う。エッチング処理は、例えば、60分間行われる。なお、エッチング処理が行われる時間は、60分に限られることはなく、例えば、90分や、120分などであってもよい。エッチング処理装置23は、処理部を構成する。
The
その後、エッチング処理装置23は、基板昇降機構29を上昇させることでロットを処理槽27から取り出し、基板昇降機構29からロット搬送機構19の基板保持体22にロットを受け渡す。
After that, the
そして、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板昇降機構30で受取り、受取ったロットを基板昇降機構30で降下させることでロットを処理槽28のリンス用の処理液に浸漬させてリンス処理を行う。
Then, the lot is received from the
その後、エッチング処理装置23は、基板昇降機構30を上昇させることでロットを処理槽28から取り出し、基板昇降機構30からロット搬送機構19の基板保持体22にロットを受け渡す。
After that, the
洗浄処理装置24は、洗浄用の処理槽31と、リンス用の処理槽32と、基板昇降機構33,34とを有する。
The cleaning
洗浄用の処理槽31には、洗浄用の処理液(SC−1等)が貯留される。リンス用の処理槽32には、リンス用の処理液(純水等)が貯留される。基板昇降機構33,34には、1ロット分の複数枚の基板8が垂直姿勢で前後に並べて保持される。
A cleaning treatment liquid (SC-1 or the like) is stored in the cleaning
乾燥処理装置26は、処理槽35と、処理槽35に対して昇降する基板昇降機構36とを有する。
The drying
処理槽35には、乾燥用の処理ガス(IPA(イソプロピルアルコール)等)が供給される。基板昇降機構36には、1ロット分の複数枚の基板8が垂直姿勢で前後に並べて保持される。
A processing gas for drying (IPA (isopropyl alcohol) or the like) is supplied to the
乾燥処理装置26は、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板昇降機構36で受取り、受取ったロットを基板昇降機構36で降下させて処理槽35に搬入し、処理槽35に供給した乾燥用の処理ガスでロットの乾燥処理を行う。そして、乾燥処理装置26は、基板昇降機構36でロットを上昇させ、基板昇降機構36からロット搬送機構19の基板保持体22に、乾燥処理を行ったロットを受け渡す。
The drying
基板保持体洗浄処理装置25は、処理槽37を有し、処理槽37に洗浄用の処理液、および乾燥ガスを供給できるようになっており、ロット搬送機構19の基板保持体22に洗浄用の処理液を供給した後、乾燥ガスを供給することで基板保持体22の洗浄処理を行う。
The substrate holder cleaning
次に、エッチング用の処理槽27について、図2を参照し説明する。図2は、実施形態に係るエッチング用の処理槽27の構成を示す概略ブロック図である。
Next, the
エッチング用の処理槽27では、エッチング液を用いて、基板8上に形成されたシリコン窒化膜(SiN)8A(図3A参照)とシリコン酸化膜(SiO2)8B(図3A参照)のうち、シリコン窒化膜8Aを選択的にエッチングする。
In the
窒化膜のエッチング処理では、リン酸(H3PO4)水溶液にシリコン(Si)含有化合物を添加してシリコン濃度を調整した溶液が、エッチング液として一般的に用いられる。シリコン濃度の調整手法としては、既存のリン酸水溶液にダミー基板を浸漬させてシリコンを溶解させる方法(シーズニング)や、コロイダルシリカなどのシリコン含有化合物をリン酸水溶液に溶解させる方法がある。また、リン酸水溶液にシリコン含有化合物水溶液を添加してシリコン濃度を調整する方法もある。 In the etching treatment of the nitride film, a solution in which a silicon (Si) -containing compound is added to an aqueous solution of phosphoric acid (H3PO4) to adjust the silicon concentration is generally used as the etching solution. As a method for adjusting the silicon concentration, there are a method of immersing a dummy substrate in an existing aqueous solution of phosphoric acid to dissolve silicon (seasoning) and a method of dissolving a silicon-containing compound such as colloidal silica in the aqueous solution of phosphoric acid. There is also a method of adjusting the silicon concentration by adding an aqueous solution of a silicon-containing compound to the aqueous solution of phosphoric acid.
エッチング用の処理槽27は、リン酸水溶液供給部40と、リン酸水溶液排出部41と、純水供給部42と、シリコン供給部43と、内槽44と、外槽45と、温調タンク46とを有する。
The
リン酸水溶液供給部40は、リン酸水溶液供給源40Aと、リン酸水溶液供給ライン40Bと、第1流量調整器40Cとを有する。
The phosphoric acid aqueous
リン酸水溶液供給源40Aは、リン酸水溶液を貯留するタンクである。リン酸水溶液供給ライン40Bは、リン酸水溶液供給源40Aと温調タンク46とを接続し、リン酸水溶液供給源40Aから温調タンク46にリン酸水溶液を供給する。
The phosphoric acid aqueous
第1流量調整器40Cは、リン酸水溶液供給ライン40Bに設けられ、温調タンク46へ供給されるリン酸水溶液の流量を調整する。第1流量調整器40Cは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。
The first
純水供給部42は、純水供給源42Aと、純水供給ライン42Bと、第2流量調整器42Cとを有する。純水供給部42は、エッチング液を加熱することにより蒸発した水分を補給するために外槽45に純水(DIW)を供給する。また、純水供給部42は、エッチング液の一部を入れ替える場合に、外槽45に純水を供給する。
The pure
純水供給ライン42Bは、純水供給源42Aと外槽45とを接続し、純水供給源42Aから外槽45に所定温度の純水を供給する。
The pure
第2流量調整器42Cは、純水供給ライン42Bに設けられ、外槽45へ供給される純水の流量を調整する。第2流量調整器42Cは、開閉弁、流量制御弁、流量計などから構成される。
The second
シリコン供給部43は、シリコン供給源43Aと、シリコン供給ライン43Bと、第3流量調整器43Cとを有する。
The
シリコン供給源43Aは、シリコン含有化合物水溶液を貯留するタンクである。シリコン供給ライン43Bは、シリコン供給源43Aと温調タンク46とを接続し、シリコン供給源43Aから温調タンク46にシリコン含有化合物水溶液を供給する。
The
第3流量調整器43Cは、シリコン供給ライン43Bに設けられ、温調タンク46へ供給されるシリコン含有化合物水溶液の流量を調整する。第3流量調整器43Cは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。
The third
シリコン含有化合物水溶液は、エッチング処理が終了し、エッチング液を全て入れ替える際に供給される予備液を生成する場合に供給される。なお、シリコン供給部43は、シリコン含有化合物水溶液を外槽45に供給可能としてもよい。この場合、シリコン供給部43は、エッチング処理中に、エッチング液中のシリコン濃度が低下した場合に、シリコン含有化合物水溶液を外槽45に供給することができる。
The silicon-containing compound aqueous solution is supplied when the etching process is completed and a preliminary liquid to be supplied when all the etching liquids are replaced is generated. The
内槽44は、上部が開放され、エッチング液が上部付近まで供給される。内槽44では、基板昇降機構29によってロット(複数枚の基板8)がエッチング液に浸漬され、基板8にエッチング処理が行われる。
The upper part of the
外槽45は、内槽44の上部周囲に設けられるとともに上部が開放される。外槽45には、内槽44からオーバーフローしたエッチング液が流入する。また、外槽45には、予備液が温調タンク46から供給される。また、外槽45には、純水供給部42から純水が供給される。
The
外槽45と内槽44とは第1循環ライン50によって接続される。第1循環ライン50の一端は、外槽45に接続され、第1循環ライン50の他端は、内槽44内に設置された処理液供給ノズル49に接続される。
The
第1循環ライン50には、外槽45側から順に、第1ポンプ51、第1ヒーター52およびフィルタ53が設けられる。外槽45内のエッチング液は第1ヒーター52によって加温されて処理液供給ノズル49から内槽44内に流入する。第1ヒーター52は、内槽44に供給されるエッチング液の温度を調整する。
The
第1ポンプ51を駆動させることにより、エッチング液は、外槽45から第1循環ライン50を経て内槽44内に送られる。また、エッチング液は、内槽44からオーバーフローすることで、再び外槽45へと流出する。このようにして、エッチング液の循環路55が形成される。すなわち、循環路55は、外槽45、第1循環ライン50、内槽44によって形成される。循環路55では、内槽44を基準として外槽45が第1ヒーター52よりも上流側に設けられる。
By driving the
温調タンク46では、リン酸水溶液供給部40から供給されたリン酸水溶液が予備液として貯留される。また、温調タンク46では、リン酸水溶液供給部40から供給されたリン酸水溶液と、シリコン供給部43から供給されたシリコン含有化合物水溶液とが混合された予備液が生成され、貯留される。
In the
例えば、温調タンク46では、内槽44および外槽45のエッチング液を全て入れ替える場合には、リン酸水溶液とシリコン含有化合物水溶液とが混合された予備液が生成され、貯留される。また、温調タンク46では、エッチング処理中にエッチング液の一部を入れ替える場合には、リン酸水溶液が予備液として貯留される。
For example, in the
温調タンク46には、温調タンク46内の予備液を循環させる第2循環ライン60が接続される。また、温調タンク46には、供給ライン70の一端が接続される。供給ライン70の他端は、外槽45に接続される。
A
第2循環ライン60には、第2ポンプ61および第2ヒーター62が設けられている。第2ヒーター62をONにした状態で第2ポンプ61を駆動させることにより、温調タンク46内の予備液が加温されて循環する。第2ヒーター62は、予備液の温度を調整する。
The
供給ライン70には、第3ポンプ71と、第4流量調整器72とが設けられる。第4流量調整器72は、外槽45へ供給される予備液の流量を調整する。第4流量調整器72は、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。
The
温調タンク46に貯留された予備液は、エッチング液の全部、または一部を入れ替える際に、供給ライン70を介して外槽45に供給される。
The preliminary liquid stored in the
リン酸水溶液排出部41は、エッチング処理で使用されたエッチング液の全部、または一部を入れ替える際にエッチング液を排出する。リン酸水溶液排出部41は、排出ライン41Aと、第5流量調整器41Bと、冷却タンク41Cとを有する。
The phosphoric acid aqueous
排出ライン41Aは、第1循環ライン50に接続される。第5流量調整器41Bは、排出ライン41Aに設けられ、排出されるエッチング液の排出量を調整する。第5流量調整器41Bは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。冷却タンク41Cは、排出ライン41Aを流れてきたエッチング液を一時的に貯留するとともに冷却する。
The
なお、第1流量調整器40C〜第5流量調整器41Bを構成する開閉弁の開閉や、流量制御弁の開度は、制御部100からの信号に基づいてアクチュエータ(不図示)が動作することで、変更される。すなわち、第1流量調整器40C〜第5流量調整器41Bを構成する開閉弁や、流量制御弁は、制御部100によって制御される。
The actuator (not shown) operates based on the signal from the
図1に戻り、制御部100は、基板処理装置1の各部(キャリア搬入出部2、ロット形成部3、ロット載置部4、ロット搬送部5、ロット処理部6)の動作を制御する。制御部100は、スイッチなどからの信号に基づいて、基板処理装置1の各部の動作を制御する。
Returning to FIG. 1, the
制御部100は、例えばコンピュータからなり、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体38を有する。記憶媒体38には、基板処理装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。
The
制御部100は、記憶媒体38に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置1の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体38に記憶されていたものであって、他の記憶媒体から制御部100の記憶媒体38にインストールされたものであってもよい。
The
コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体38としては、例えばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
Examples of the
ここで、エッチング処理について図3A〜図3Cを参照し説明する。図3Aは、エッチング処理を行う前の基板8の断面を示す概略図である。図3Bは、エッチング処理が進んだ基板8の状態を示す概略図である。図3Cは、エッチング処理が終了した基板8の状態を示す概略図である。
Here, the etching process will be described with reference to FIGS. 3A to 3C. FIG. 3A is a schematic view showing a cross section of the
図3Aに示すように、エッチング処理を行う前の基板8には、シリコン窒化膜8Aとシリコン酸化膜8Bとが交互に複数積層されている。また、基板8には、エッチング液が浸入し、積層されたシリコン窒化膜8Aをエッチングするための溝8Cが複数形成されている。
As shown in FIG. 3A, a plurality of
基板8を内槽44に浸漬し、エッチング処理を開始すると、図3Bに示すように、まず、溝8C付近のシリコン窒化膜8Aがエッチングされる。すなわち、エッチング処理では、溝8Cに近いシリコン窒化膜8Aから順にエッチングされる。
When the
エッチングによりエッチング液に溶出したシリコン窒化膜8Aの成分は、シリコン窒化膜8Aがエッチングされることで形成される隙間8Dから溝8Cに排出され、溝8Cから基板8の外へ排出される。溝8Cや、隙間8Dのエッチング液が新しいエッチング液に置換されることで、エッチングが進行する。
The components of the
なお、シリコン酸化膜8Bの溝8C側の端部8Eは、角がエッチングにより削られることで、丸みを帯びた形状となる。
The
そして、エッチング処理がさらに進むと、図3Cに示すように、両側の隙間8Dが連通する。
Then, as the etching process progresses further, the
本実施形態に係る基板処理装置1では、以下で説明する方法によりエッチング処理を行っている。 In the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment, the etching process is performed by the method described below.
なお、エッチング処理を開始する際には、エッチング液のリン酸濃度は初期リン酸濃度に設定され、エッチング液の温度は初期温度に設定され、エッチング液のシリコン濃度は初期シリコン濃度に設定されている。 When starting the etching process, the phosphoric acid concentration of the etching solution is set to the initial phosphoric acid concentration, the temperature of the etching solution is set to the initial temperature, and the silicon concentration of the etching solution is set to the initial silicon concentration. There is.
初期リン酸濃度は、予め設定された濃度であり、例えば、86%である。初期温度は、予め設定され、エッチング液が所定の沸騰状態となる温度である。初期シリコン濃度は、予め設定された濃度であり、例えば、120ppmである。 The initial phosphoric acid concentration is a preset concentration, for example, 86%. The initial temperature is set in advance and is a temperature at which the etching solution is in a predetermined boiling state. The initial silicon concentration is a preset concentration, for example, 120 ppm.
まず、エッチング処理のリン酸濃度制御について図4を参照し説明する。図4は、エッチング処理のリン酸濃度制御を説明するフローチャートである。 First, control of the phosphoric acid concentration in the etching process will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart illustrating control of the phosphoric acid concentration in the etching process.
制御部100は、リン酸濃度低下タイミングであるか否かを判定する(S10)。制御部100は、予め設定された情報に基づいてリン酸濃度低下タイミングであるか否かを判定する。具体的には、制御部100は、エッチング処理の処理時間が、予め設定されたリン酸濃度低下時間となったか否かを判定する。
The
リン酸濃度低下時間は、エッチング処理を行う時間を分割して複数設定される。例えば、リン酸濃度低下時間は、第1リン酸濃度低下時間〜第6リン酸濃度低下時間の6つ設定される。第1リン酸濃度低下時間〜第6リン酸濃度低下時間は、例えば、各リン酸濃度低下時間の間隔が、均等になるように設定される。 A plurality of times for reducing the phosphoric acid concentration are set by dividing the time for performing the etching process. For example, six phosphoric acid concentration decrease times are set, from the first phosphoric acid concentration decrease time to the sixth phosphoric acid concentration decrease time. The first phosphoric acid concentration decrease time to the sixth phosphoric acid concentration decrease time are set so that, for example, the intervals between the respective phosphoric acid concentration decrease times are even.
制御部100は、エッチング処理を開始してからの処理時間が第1リン酸濃度低下時間になると、リン酸濃度低下タイミングであると判定する。また、制御部100は、処理時間が第1リン酸濃度低下時間よりも長い第2リン酸濃度低下時間になると、リン酸濃度低下タイミングであると判定する。このように、制御部100は、処理時間が、各リン酸濃度低下時間を経過する度に、リン酸濃度低下タイミングであると判定する。
When the processing time after starting the etching process reaches the first phosphoric acid concentration decrease time, the
制御部100は、リン酸濃度低下タイミングではない場合には(S10;No)、今回の処理を終了する。
If it is not the timing for lowering the phosphoric acid concentration (S10; No), the
制御部100は、リン酸濃度低下タイミングである場合には(S10;Yes)、リン酸濃度低下タイミングに応じてエッチング液のリン酸濃度を所定リン酸濃度に設定する(S11)。
When the phosphoric acid concentration decrease timing is reached (S10; Yes), the
所定リン酸濃度は、第1所定リン酸濃度〜第6所定リン酸濃度の6段階設定される。所定リン酸濃度は、第1所定リン酸濃度から第6所定リン酸濃度となるにつれて低くなるように設定される。第6所定リン酸濃度は、最終リン酸濃度であり、例えば、82%である。 The predetermined phosphoric acid concentration is set in 6 stages from the first predetermined phosphoric acid concentration to the sixth predetermined phosphoric acid concentration. The predetermined phosphoric acid concentration is set so as to decrease from the first predetermined phosphoric acid concentration to the sixth predetermined phosphoric acid concentration. The sixth predetermined phosphoric acid concentration is the final phosphoric acid concentration, for example, 82%.
例えば、制御部100は、処理時間が第1リン酸濃度低下時間になると、エッチング液のリン酸濃度を、初期リン酸濃度よりも低い第1所定リン酸濃度に設定する。また、制御部100は、処理時間が第2リン酸濃度低下時間になると、エッチング液のリン酸濃度を第1所定リン酸濃度よりも低い第2所定リン酸濃度に設定する。
For example, the
このように、制御部100は、処理時間が、各リン酸濃度低下時間を経過する度に、リン酸濃度が低くなるように所定リン酸濃度を段階的に設定する。
In this way, the
制御部100は、エッチング液のリン酸濃度が設定した所定リン酸濃度となるように、リン酸濃度制御信号を出力する(S12)。例えば、制御部100は、エッチング液の一部を排出する信号を出力する。また、制御部100は、新たな液として、例えば、DIWを供給する信号を出力する。また、制御部100は、リン酸濃度を調整するために、温調タンク46から予備液を供給する信号を出力してもよい。
The
このように、エッチング処理が進むにつれて、エッチング液のリン酸濃度を低くすることで、エッチング処理の後半においても、シリコン窒化膜8Aを選択的にエッチングする選択比を向上させることができる。
As described above, by lowering the phosphoric acid concentration of the etching solution as the etching process progresses, it is possible to improve the selection ratio for selectively etching the
なお、制御部100は、エッチング処理を開始してから所定時間の間は、リン酸濃度が所定濃度以上となるように、リン酸濃度を制御する。所定濃度は、図3Bに示すように、シリコン酸化膜8Bの溝8C側の端部8Eが丸みを帯びた形状となるように、シリコン酸化膜8Bの端部8Eをエッチングする濃度である。これにより、エッチング処理の後に、シリコン酸化膜8Bの間に形成される隙間8Dに、溶液を浸入させる処理を行う場合に、溶液を容易に浸入させることができる。
The
例えば、所定時間は、第1リン酸濃度低下時間であり、所定濃度は、第1所定リン酸濃度である。なお、所定時間は、第2リン酸濃度低下時間などであってもよく、所定濃度は、第2所定リン酸濃度などであってもよい。 For example, the predetermined time is the first predetermined phosphoric acid concentration decrease time, and the predetermined concentration is the first predetermined phosphoric acid concentration. The predetermined time may be the second predetermined phosphoric acid concentration decrease time or the like, and the predetermined concentration may be the second predetermined phosphoric acid concentration or the like.
次に、エッチング処理の温度制御について図5を参照し説明する。図5は、エッチング処理の温度制御を説明するフローチャートである。 Next, the temperature control of the etching process will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating temperature control of the etching process.
制御部100は、温度低下タイミングであるか否かを判定する(S20)。制御部100は、予め設定された情報に基づいて温度低下タイミングであるか否かを判定する。具体的には、制御部100は、エッチング処理の処理時間が、予め設定された温度低下時間となったか否かを判定する。
The
温度低下時間は、エッチング処理を行う時間を分割して複数設定される。例えば、温度低下時間は、第1温度低下時間〜第6温度低下時間の6つ設定される。第1温度低下時間〜第6温度低下時間は、例えば、各温度低下時間の間隔が、均等になるように設定される。 A plurality of temperature drop times are set by dividing the time for performing the etching process. For example, six temperature drop times are set, from the first temperature drop time to the sixth temperature drop time. The first temperature drop time to the sixth temperature drop time are set so that, for example, the intervals between the temperature drop times are even.
制御部100は、エッチング処理を開始してからの処理時間が第1温度低下時間になると、温度低下タイミングであると判定する。また、制御部100は、処理時間が第1温度低下時間よりも長い第2温度低下時間になると、温度低下タイミングであると判定する。このように、制御部100は、処理時間が、各温度低下時間を経過する度に、温度低下タイミングであると判定する。
When the processing time after starting the etching process reaches the first temperature decrease time, the
制御部100は、温度低下タイミングではない場合には(S20;No)、今回の処理を終了する。
If it is not the temperature drop timing (S20; No), the
制御部100は、温度低下タイミングである場合には(S20;Yes)、温度低下タイミングに応じてエッチング液の温度を所定温度に設定する(S21)。
When the temperature drop timing is reached (S20; Yes), the
所定温度は、第1所定温度〜第6所定温度の6段階設定されている。所定温度は、第1所定温度〜第6所定温度となるにつれて低くなるように設定されている。第6所定温度は、最終エッチング液温度である。所定温度は、上記したリン酸濃度制御によりエッチング液のリン酸濃度が低下した場合であっても、エッチング液が所定の沸騰状態に維持されるように設定される。 The predetermined temperature is set in 6 stages from the first predetermined temperature to the sixth predetermined temperature. The predetermined temperature is set so as to decrease as the temperature becomes from the first predetermined temperature to the sixth predetermined temperature. The sixth predetermined temperature is the final etching solution temperature. The predetermined temperature is set so that the etching solution is maintained in a predetermined boiling state even when the phosphoric acid concentration of the etching solution is lowered by the above-mentioned phosphoric acid concentration control.
例えば、制御部100は、処理時間が第1温度低下時間になると、エッチング液の温度を、初期温度よりも低い第1所定温度に設定する。また、制御部100は、処理時間が第2温度低下時間になると、エッチング液の温度を、第1所定温度よりも低い第2所定温度に設定する。
For example, the
このように、制御部100は、処理時間が、各温度低下時間を経過する度に、エッチング液の温度が低くなるように所定温度を段階的に設定する。
In this way, the
制御部100は、エッチング液の温度が設定した所定温度となるように、温度制御信号を出力する(S22)。例えば、制御部100は、第1ヒーター52によるエッチング液の加熱量を低下させる信号を出力する。また、制御部100は、リン酸濃度制御と同様に、エッチング液の一部を排出する信号を出力する。また、制御部100は、DIWを供給する信号を出力する。また、制御部100は、温調タンク46から予備液を供給する信号を出力してもよい。また、制御部100は、温調タンク46から予備液を供給する場合に備えて、第2ヒーター62により予備液の温度を調整する信号を出力してもよい。
The
上記したリン酸濃度制御により、エッチング液のリン酸濃度が低くなると、エッチング液は沸騰し易くなる。そのため、制御部100は、処理時間が経過して、エッチング液のリン酸濃度が低くなるにつれて、エッチング液の温度を低くすることで、エッチング液を所定の沸騰状態に維持する。これにより、基板8に対して所定の沸騰状態でエッチング処理を行うことができ、基板8の処理にむらが生じることを抑制することができる。
By the above-mentioned phosphoric acid concentration control, when the phosphoric acid concentration of the etching solution becomes low, the etching solution tends to boil. Therefore, the
次に、エッチング処理のシリコン濃度制御について図6を参照し説明する。図6は、エッチング処理のシリコン濃度制御を説明するフローチャートである。 Next, control of the silicon concentration in the etching process will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart illustrating control of the silicon concentration in the etching process.
制御部100は、シリコン濃度低下タイミングであるか否かを判定する(S30)。制御部100は、予め設定された情報に基づいてシリコン濃度低下タイミングであるか否かを判定する。具体的には、制御部100は、エッチング処理の処理時間が、予め設定されたシリコン濃度低下時間となったか否かを判定する。
The
シリコン濃度低下時間は、エッチング処理を行う時間を分割して複数設定される。例えば、シリコン濃度低下時間は、第1シリコン濃度低下時間〜第7シリコン濃度低下時間の7つ設定される。第1シリコン濃度低下時間〜第7シリコン濃度低下時間は、例えば、各シリコン低下時間の間隔が、均等になるように設定される。 A plurality of times for reducing the silicon concentration are set by dividing the time for performing the etching process. For example, the silicon concentration decrease time is set to seven, from the first silicon concentration decrease time to the seventh silicon concentration decrease time. The first silicon concentration reduction time to the seventh silicon concentration reduction time are set so that, for example, the intervals between the silicon concentration reduction times are even.
制御部100は、エッチング処理を開始してからの処理時間が第1シリコン濃度低下時間になると、シリコン濃度低下タイミングであると判定する。また、制御部100は、処理時間が第1シリコン濃度低下時間よりも長い第2シリコン濃度低下時間になると、シリコン濃度低下タイミングであると判定する。このように、制御部100は、処理時間が、各シリコン濃度低下時間を経過する度に、シリコン濃度低下タイミングであると判定する。
When the processing time after starting the etching process reaches the first silicon concentration decrease time, the
制御部100は、シリコン濃度低下タイミングではない場合には(S30;No)、今回の処理を終了する。
When it is not the silicon concentration decrease timing (S30; No), the
制御部100は、シリコン濃度低下タイミングである場合には(S30;Yes)、シリコン濃度低下タイミングに応じてエッチング液のシリコン濃度を所定シリコン濃度に設定する(S31)。
When the silicon concentration decrease timing is reached (S30; Yes), the
所定シリコン濃度は、第1所定シリコン濃度〜第7所定シリコン濃度の7段階設定されている。所定シリコン濃度は、第1所定シリコン濃度から第7所定シリコン濃度となるにつれて低くなるように設定される。第7所定シリコン濃度は、最終シリコン濃度であり、例えば、100ppmである。 The predetermined silicon concentration is set in seven stages from the first predetermined silicon concentration to the seventh predetermined silicon concentration. The predetermined silicon concentration is set so as to decrease from the first predetermined silicon concentration to the seventh predetermined silicon concentration. The seventh predetermined silicon concentration is the final silicon concentration, for example, 100 ppm.
例えば、制御部100は、処理時間が第1シリコン濃度低下時間になると、エッチング液のシリコン濃度を、初期シリコン濃度よりも低い第1所定シリコン濃度に設定する。また、制御部100は、処理時間が第2シリコン濃度低下時間になると、エッチング液のシリコン濃度を第1所定シリコン濃度よりも低い第2所定シリコン濃度に設定する。
For example, the
このように、制御部100は、処理時間が、各シリコン濃度低下時間となる度に、シリコン濃度が低くなるように所定シリコン濃度を段階的に設定する。
In this way, the
制御部100は、エッチング液のシリコン濃度が設定した所定シリコン濃度となるように、シリコン濃度制御信号を出力する(S32)。例えば、制御部100は、リン酸濃度制御と同様に、エッチング液の一部を排出する信号を出力する。また、制御部100は、DIWを供給する信号を出力する。また、制御部100は、温調タンク46から予備液を供給する信号を出力してもよい。
The
エッチング処理では、エッチング処理が進むにつれて、シリコン窒化膜8A(図3B参照)がエッチングされ、シリコン窒化膜8Aがエッチング液に溶出することで、エッチング液のシリコン濃度は全体的に高くなる。そこで、制御部100は、エッチング液の一部を排出し、例えば、DIWを供給する。
In the etching process, as the etching process progresses, the
また、エッチング液におけるシリコン飽和量は、図7に示すように、エッチング液の温度が低くなるにつれて小さくなる。すなわち、エッチング液の温度が低くなると、シリコン酸化物が析出し易くなる。図7は、エッチング液の温度とシリコン飽和量との関係を示すマップである。 Further, as shown in FIG. 7, the amount of silicon saturation in the etching solution decreases as the temperature of the etching solution decreases. That is, when the temperature of the etching solution is low, silicon oxide is likely to precipitate. FIG. 7 is a map showing the relationship between the temperature of the etching solution and the amount of silicon saturation.
そのため、制御部100は、上記した温度制御によりエッチング液の温度が低くなるにつれて、すなわち、エッチング処理が進むにつれて、所定シリコン濃度を低い濃度に設定する。
Therefore, the
このように、エッチング処理が進むにつれて、エッチング液のシリコン濃度を低くすることで、シリコン酸化物の析出を抑制することができる。 As described above, as the etching process progresses, the precipitation of silicon oxide can be suppressed by lowering the silicon concentration of the etching solution.
上記するように、リン酸濃度制御、温度制御、およびシリコン濃度制御が行われることで、処理時間に応じて、エッチング液のリン酸濃度、温度、およびシリコン濃度は、図8に示すように低くなる。図8は、処理時間に対するエッチング液のリン酸濃度、温度、およびシリコン濃度を示すタイムチャートである。なお、エッチング液の実際のリン酸濃度、温度、シリコン濃度は、設定された各値に追従して変化する。 As described above, the phosphoric acid concentration control, the temperature control, and the silicon concentration control are performed, so that the phosphoric acid concentration, the temperature, and the silicon concentration of the etching solution are low as shown in FIG. 8 depending on the processing time. Become. FIG. 8 is a time chart showing the phosphoric acid concentration, temperature, and silicon concentration of the etching solution with respect to the processing time. The actual phosphoric acid concentration, temperature, and silicon concentration of the etching solution change according to each set value.
時間t0において、エッチング処理を開始する際には、エッチング液の温度は、初期温度となっており、エッチング液のリン酸濃度は、初期リン酸濃度となっており、エッチング液のシリコン濃度は、初期シリコン濃度となっている。 When the etching process is started at time t0, the temperature of the etching solution is the initial temperature, the phosphoric acid concentration of the etching solution is the initial phosphoric acid concentration, and the silicon concentration of the etching solution is It is the initial silicon concentration.
時間t1において、処理時間が第1シリコン濃度低下時間になると、シリコン濃度は、第1所定シリコン濃度(cs1)に設定される。 At time t1, when the processing time reaches the first silicon concentration decrease time, the silicon concentration is set to the first predetermined silicon concentration (cs1).
時間t2において、処理時間が、第1リン酸濃度低下時間、第1温度低下時間、および第2シリコン濃度低下時間になると、リン酸濃度が第1所定リン酸濃度(ca1)に設定され、エッチング液の温度が第1所定温度(T1)に設定され、シリコン濃度が第2所定シリコン濃度(cs2)に設定される。 At time t2, when the treatment time reaches the first phosphoric acid concentration decrease time, the first temperature decrease time, and the second silicon concentration decrease time, the phosphoric acid concentration is set to the first predetermined phosphoric acid concentration (ca1), and etching is performed. The temperature of the liquid is set to the first predetermined temperature (T1), and the silicon concentration is set to the second predetermined silicon concentration (cs2).
なお、本実施形態において、最初にリン酸濃度を低下させるタイミングは、最初にシリコン濃度を低下させるタイミングよりも遅い。これは、上記したように、リン酸濃度を所定濃度よりも高い状態に維持し、シリコン酸化膜8Bの端部8E(図3B参照)をエッチングし、丸みを帯びた形状にするためである。
In the present embodiment, the timing of first lowering the phosphoric acid concentration is later than the timing of first lowering the silicon concentration. This is because, as described above, the phosphoric acid concentration is maintained higher than the predetermined concentration, and the
その後、処理時間に基づき、各時間t3〜t6において、リン酸濃度が第2所定リン酸濃度(ca2)〜第5所定リン酸濃度(ca5)に、エッチング液の温度が第2所定温度(T2)〜第5所定温度(T5)に、シリコン濃度が第3所定シリコン濃度(cs3)〜第6所定シリコン濃度(cs6)にそれぞれ設定される。 Then, based on the treatment time, at each time t3 to t6, the phosphoric acid concentration becomes the second predetermined phosphoric acid concentration (ca2) to the fifth predetermined phosphoric acid concentration (ca5), and the temperature of the etching solution becomes the second predetermined temperature (T2). ) To the fifth predetermined temperature (T5), the silicon concentration is set to the third predetermined silicon concentration (cs3) to the sixth predetermined silicon concentration (cs6), respectively.
そして、時間t7において、処理時間が第6リン酸濃度低下時間、第6温度低下時間、および第7シリコン濃度低下時間になると、リン酸濃度が、第6所定リン酸濃度(ca6)に設定され、エッチング液の温度が第6所定温度(T6)に設定され、シリコン濃度が第7所定シリコン濃度(cs7)に設定される。 Then, at time t7, when the treatment time reaches the sixth phosphoric acid concentration decrease time, the sixth temperature decrease time, and the seventh silicon concentration decrease time, the phosphoric acid concentration is set to the sixth predetermined phosphoric acid concentration (ca6). , The temperature of the etching solution is set to the sixth predetermined temperature (T6), and the silicon concentration is set to the seventh predetermined silicon concentration (cs7).
時間t7から時間t8においては、オーバーエッチングが行われる。これにより、基板8にシリコン窒化膜8Aのエッチング漏れが生じることを抑制することができる。
Overetching is performed from time t7 to time t8. As a result, it is possible to suppress the occurrence of etching leakage of the
なお、リン酸濃度低下タイミング、温度低下タイミング、およびシリコン濃度低下タイミングは、異なるタイミングであってもよい。例えば、第1リン酸濃度低下時間、第1温度低下時間、および第2シリコン濃度低下時間は、異なる時間であってもよい。 The timing of lowering the phosphoric acid concentration, the timing of lowering the temperature, and the timing of lowering the silicon concentration may be different. For example, the first phosphoric acid concentration decrease time, the first temperature decrease time, and the second silicon concentration decrease time may be different times.
また、リン酸濃度低下タイミング、温度低下タイミング、およびシリコン濃度低下タイミングのうち、1つのタイミングが異なるタイミングであってもよい。例えば、第1リン酸濃度低下時間と第1温度低下時間とが同じ時間であり、第2シリコン濃度低下時間が異なる時間であってもよい。 Further, one of the phosphoric acid concentration decrease timing, the temperature decrease timing, and the silicon concentration decrease timing may be different timings. For example, the first phosphoric acid concentration decrease time and the first temperature decrease time may be the same time, and the second silicon concentration decrease time may be different times.
基板処理装置1は、エッチング処理の或る第1処理時間において、第1リン酸濃度であるエッチング液でエッチング処理を行い、第1処理時間よりも後の第2処理時間において、第1リン酸濃度よりも低い第2リン酸濃度であるエッチング液でエッチング処理を行う。すなわち、基板処理装置1は、エッチング処理が進むにつれて、エッチング液のリン酸濃度を低くする。これにより、エッチング処理の後半であっても、シリコン窒化膜8Aを選択的にエッチングする選択比を向上させることができる。そのため、精度のよいエッチング処理を行うことができる。
The substrate processing apparatus 1 performs an etching treatment with an etching solution having a first phosphoric acid concentration in a certain first treatment time of the etching treatment, and in a second treatment time after the first treatment time, the first phosphoric acid. The etching process is performed with an etching solution having a second phosphoric acid concentration lower than the concentration. That is, the substrate processing apparatus 1 lowers the phosphoric acid concentration of the etching solution as the etching process progresses. Thereby, even in the latter half of the etching process, the selection ratio for selectively etching the
また、基板処理装置1は、第1処理時間において、第1シリコン濃度であるエッチング液でエッチング処理を行い、第2処理時間において、第1シリコン濃度よりも低い第2シリコン濃度であるエッチング液でエッチング処理を行う。すなわち、基板処理装置1は、エッチング処理が進みにつれて、エッチング液のシリコン濃度を低くする。これにより、シリコン酸化物の析出を抑制することができる。そのため、精度のよいエッチング処理を行うことができる。 Further, the substrate processing apparatus 1 performs an etching process with an etching solution having a first silicon concentration in the first processing time, and uses an etching solution having a second silicon concentration lower than the first silicon concentration in the second processing time. Etching process is performed. That is, the substrate processing apparatus 1 lowers the silicon concentration of the etching solution as the etching process progresses. This makes it possible to suppress the precipitation of silicon oxide. Therefore, it is possible to perform an accurate etching process.
また、基板処理装置1は、第1処理時間において、第1温度であるエッチング液でエッチング処理を行い、第2処理時間において、第1温度よりも低い第2温度であるエッチング液でエッチング処理を行う。具体的には、基板処理装置1は、エッチング液が所定の沸騰状態を維持する温度でエッチング処理を行う。 Further, the substrate processing apparatus 1 performs an etching process with an etching solution having a first temperature in the first processing time, and an etching process using an etching solution having a second temperature lower than the first temperature in the second processing time. conduct. Specifically, the substrate processing apparatus 1 performs the etching process at a temperature at which the etching solution maintains a predetermined boiling state.
これにより、基板処理装置1は、リン酸濃度が低くなった場合であっても、エッチング液を所定の沸騰状態に維持することができる。そのため、所定の沸騰状態でエッチング処理を行うことができ、基板8の処理にむらが生じることを抑制することができる。
As a result, the substrate processing apparatus 1 can maintain the etching solution in a predetermined boiling state even when the phosphoric acid concentration is low. Therefore, the etching process can be performed in a predetermined boiling state, and unevenness in the process of the
また、基板処理装置1は、予め設定された情報である処理時間に基づいてエッチング液の一部を排出し、DIWなどを新たに供給する。これにより、処理時間に基づいて容易にエッチング液のリン酸濃度などを制御することができる。 Further, the substrate processing apparatus 1 discharges a part of the etching solution based on the processing time which is preset information, and newly supplies DIW and the like. Thereby, the phosphoric acid concentration of the etching solution can be easily controlled based on the processing time.
また、基板処理装置1は、エッチング処理を開始してから所定期間の間、エッチング液のリン酸濃度を所定濃度以上に維持する。これにより、基板8のシリコン酸化膜8Bの端部8Eをエッチングし、シリコン酸化膜8Bの端部8Eを、丸みを帯びた形状にすることができる。そのため、エッチング処理の後に、シリコン酸化膜8Bの間に形成される隙間8Dに、溶液を浸入させる処理を行う場合に、溶液を容易に浸入させることができる。
Further, the substrate processing apparatus 1 maintains the phosphoric acid concentration of the etching solution at a predetermined concentration or higher for a predetermined period after the etching process is started. As a result, the
変形例に係る基板処理装置1は、供給ライン70を内槽44に接続し、温調タンク46から予備液を内槽44に供給可能としてもよい。
In the substrate processing apparatus 1 according to the modified example, the
また、変形例に係る基板処理装置1は、シリコン酸化物の析出を抑制するために、SiO2析出防止剤を供給してもよい。SiO2析出防止剤としては、リン酸水溶液に溶解したシリコンイオンを溶解した状態で安定化させ、シリコン酸化物の析出を抑止する成分を含むものであれば良く、例えばフッ素成分を含むヘキサフルオロケイ酸(H2SiF6)水溶液を用いることができる。また、水溶液中のヘキサフルオロケイ酸を安定化させるため、アンモニア等の添加物を含んでも良い。 Further, the substrate processing apparatus 1 according to the modified example may supply a SiO2 precipitation inhibitor in order to suppress the precipitation of silicon oxide. The SiO2 precipitation inhibitor may be any as long as it contains a component that stabilizes silicon ions dissolved in an aqueous phosphoric acid solution in a dissolved state and suppresses precipitation of silicon oxide. For example, hexafluorosilicic acid containing a fluorine component. An aqueous solution of (H2SiF6) can be used. Further, in order to stabilize hexafluorosilicic acid in the aqueous solution, an additive such as ammonia may be contained.
例えば、SiO2析出防止剤は、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム(NH4)2SiF6や、ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム(Na2SiF6)などである。 For example, the SiO2 precipitation inhibitor is ammonium hexafluorosilicate (NH4) 2SiF6, sodium hexafluorosilicate (Na2SiF6), or the like.
変形例に係る基板処理装置1は、図9に示すように、エッチング液の温度を温度センサ80によって検出し、エッチング液のリン酸濃度をリン酸濃度センサ81によって検出し、エッチング液のシリコン濃度をシリコン濃度センサ82によって検出してもよい。そして、変形例に係る基板処理装置1は、検出した値に基づいて、エッチング液の温度や、リン酸濃度や、シリコン濃度を調整し、制御してもよい。図9は、変形例に係るエッチング用の処理槽27の構成を示す概略ブロック図である。これにより、例えば、エッチング液のリン酸濃度を精度よく制御することができ、さらに精度のよいエッチング処理を行うことができる。なお、シリコン濃度センサ82は、第1循環ライン50に設けられてもよい。
As shown in FIG. 9, the substrate processing apparatus 1 according to the modification detects the temperature of the etching solution by the
また、変形例に係る基板処理装置1は、所定リン酸濃度、所定温度、および所定シリコン濃度を連続的に低下させてもよい。例えば、所定リン酸濃度を直線的に、または曲線的に連続して低下させてもよい。また、変形例に係る基板処理装置1は、エッチング処理中の或る区間では段階的に、別の区間では連続的に、所定リン酸濃度、所定温度、および所定シリコン濃度を低下させてもよい。すなわち、基板処理装置1は、所定リン酸濃度、所定温度、および所定シリコン濃度を、処理時間が経過するにつれて低くすればよい。これによっても、精度のよいエッチング処理を行うことができる。 Further, the substrate processing apparatus 1 according to the modified example may continuously reduce the predetermined phosphoric acid concentration, the predetermined temperature, and the predetermined silicon concentration. For example, the predetermined phosphoric acid concentration may be continuously or linearly decreased. Further, the substrate processing apparatus 1 according to the modification may gradually reduce the predetermined phosphoric acid concentration, the predetermined temperature, and the predetermined silicon concentration in a certain section during the etching process and continuously in another section. .. That is, the substrate processing apparatus 1 may reduce the predetermined phosphoric acid concentration, the predetermined temperature, and the predetermined silicon concentration as the processing time elapses. This also makes it possible to perform an accurate etching process.
また、変形例に係る基板処理装置1は、エッチング処理中に、シリコン濃度を所定のシリコン濃度に維持してもよい。 Further, the substrate processing apparatus 1 according to the modified example may maintain the silicon concentration at a predetermined silicon concentration during the etching process.
また、変形例に係る基板処理装置1は、オーバーエッチング時には、エッチング液の温度を高くし、リン酸濃度およびシリコン濃度を高くしてもよい。これは、オーバーエッチング時には、シリコン窒化膜8Aの溶出がほぼなくなるためである。これにより、オーバーエッチングのために必要な時間を短くすることができ、エッチング処理時間を短くすることができる。なお、エッチング液の温度を高くするタイミング、リン酸濃度を高くするタイミング、シリコン濃度を高くするタイミングは、異なるタイミングであってもよい。
Further, the substrate processing apparatus 1 according to the modified example may raise the temperature of the etching solution and raise the phosphoric acid concentration and the silicon concentration at the time of overetching. This is because the elution of the
上記基板処理装置1は、複数枚の基板8を同時に処理する装置であるが、基板8を1枚ずつ洗浄する枚葉式の装置であってもよい。
The substrate processing apparatus 1 is an apparatus for processing a plurality of
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and variations can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the invention are not limited to the particular details and representative embodiments described and described above. Thus, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the overall concept of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.
1 基板処理装置
6 ロット処理部
8 基板
23 エッチング処理装置(処理部)
27 エッチング用の処理槽
80 温度センサ
81 リン酸濃度センサ
82 シリコン濃度センサ
100 制御部
1 Substrate processing equipment 6
27
Claims (5)
前記エッチング処理を開始してから第1所定時間後にシリコン濃度を前記初期シリコン濃度よりも低くする工程と、
前記シリコン濃度が前記初期シリコン濃度よりも低くされた後に、リン酸濃度を前記初期リン酸濃度よりも低くし、かつ処理液温度を前記初期処理液温度よりも低くする工程と
を含む、基板処理方法。 A step of initiating the etching treatment with a treatment liquid having an initial phosphoric acid concentration, an initial silicon concentration, and an initial treatment liquid temperature when the substrate is immersed in a treatment liquid containing phosphoric acid and a silicon-containing compound to perform an etching treatment. When,
A step of lowering the silicon concentration to be lower than the initial silicon concentration after the first predetermined time after starting the etching process.
Substrate treatment including a step of lowering the phosphoric acid concentration to be lower than the initial phosphoric acid concentration and lowering the treatment liquid temperature to be lower than the initial treatment liquid temperature after the silicon concentration is lowered to the initial silicon concentration. Method.
前記処理液のリン酸濃度、シリコン濃度、および処理液温度を制御する制御部と
を備え、
前記エッチング処理では、初期リン酸濃度、初期シリコン濃度、および初期処理液温度である処理液で前記基板の処理が開始され、
前記制御部は、
前記エッチング処理が開始されてから第1所定時間後にシリコン濃度を前記初期シリコン濃度よりも低くし、
前記シリコン濃度を前記初期シリコン濃度よりも低くした後に、リン酸濃度を前記初期リン酸濃度よりも低くし、かつ処理液温度を前記初期処理液温度よりも低くする、基板処理装置。 A processing unit that performs etching processing by immersing the substrate in a processing liquid containing phosphoric acid and a silicon-containing compound, and a processing unit.
It is provided with a control unit for controlling the phosphoric acid concentration, the silicon concentration, and the treatment liquid temperature of the treatment liquid.
In the etching treatment, the treatment of the substrate is started with the treatment liquid having the initial phosphoric acid concentration, the initial silicon concentration, and the initial treatment liquid temperature.
The control unit
After the first predetermined time after the etching process is started, the silicon concentration is lowered to be lower than the initial silicon concentration.
A substrate processing apparatus that lowers the phosphoric acid concentration to be lower than the initial phosphoric acid concentration and lowers the treatment liquid temperature to be lower than the initial treatment liquid temperature after the silicon concentration is made lower than the initial silicon concentration.
リン酸濃度センサによって検出されるリン酸濃度に基づいて前記処理液中のリン酸濃度を調整し、
シリコン濃度センサによって検出されるシリコン濃度に基づいて前記処理液中のシリコン濃度を調整し、
温度センサによって検出される処理液温度に基づいて前記処理液の温度を調整する、請求項4に記載の基板処理装置。 The control unit
The phosphoric acid concentration in the treatment liquid is adjusted based on the phosphoric acid concentration detected by the phosphoric acid concentration sensor.
The silicon concentration in the treatment liquid is adjusted based on the silicon concentration detected by the silicon concentration sensor.
The substrate processing apparatus according to claim 4, wherein the temperature of the processing liquid is adjusted based on the processing liquid temperature detected by the temperature sensor.
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